Colectores solares. Colector integrado. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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El tipo más simple de colector solar es el “capacitivo” o “colector termosifón”, que recibe este nombre porque el colector es también un tanque de almacenamiento de calor en el que se calienta y almacena una porción “desechable” de agua. Estos colectores se utilizan para precalentar agua, que luego se calienta a la temperatura deseada en instalaciones tradicionales, por ejemplo, en géiseres.

En condiciones domésticas, el agua precalentada fluye hacia un tanque de almacenamiento. Esto reduce el consumo de energía para el calentamiento posterior. Este colector es una alternativa de bajo costo a un sistema solar activo de calentamiento de agua que no utiliza piezas móviles (bombas), requiere un mantenimiento mínimo y tiene cero costos operativos. Este tipo de recopiladores también incluye "Recolectores y almacenamiento integrados": recopiladores de almacenamiento integrados. Consisten en uno o más tanques negros llenos de agua y colocados en una caja aislada cubierta con una tapa de vidrio.

En ocasiones también se coloca un reflector en la caja para potenciar la radiación solar. La luz atraviesa el vaso y calienta el agua. Estos dispositivos son muy económicos, pero antes del inicio del clima frío, el agua que contienen debe drenarse o protegerse de la congelación.

Los colectores de placa plana son el tipo más común de colectores solares utilizados en sistemas de calefacción y calentamiento de agua doméstica. Normalmente, este colector es una caja de metal con aislamiento térmico con tapa de vidrio o plástico, en la que se coloca una placa absorbente pintada de negro. El acristalamiento puede ser transparente o mate. Los colectores de placa plana suelen utilizar vidrio esmerilado, solo luminoso, con un bajo contenido de hierro (permite que pase una parte importante de la luz solar que ingresa al colector). La luz del sol incide sobre la placa receptora de calor y, gracias al acristalamiento, se reduce la pérdida de calor. El fondo y las paredes laterales del colector están cubiertos con material termoaislante, lo que reduce aún más las pérdidas de calor.

La placa absorbente suele estar pintada de negro, ya que las superficies oscuras absorben más energía solar que las claras. La luz del sol atraviesa el acristalamiento y llega a una placa de absorción, que se calienta y convierte la radiación solar en energía térmica. Este calor se transfiere al refrigerante: aire o líquido que circula a través de los tubos. Dado que la mayoría de las superficies negras todavía reflejan aproximadamente el 10% de la radiación incidente, algunas placas absorbentes se tratan con un recubrimiento selectivo especial que retiene mejor la luz solar absorbida y dura más que la pintura negra normal. El recubrimiento selectivo utilizado en los colectores consiste en una fina capa muy duradera de semiconductor amorfo depositada sobre una base metálica. Los recubrimientos selectivos se caracterizan por una alta capacidad de absorción en la región visible del espectro y una baja emisividad en la región infrarroja de onda larga.

Las placas absorbentes suelen estar hechas de un metal que conduce bien el calor (normalmente cobre o aluminio). El cobre es más caro, pero conduce mejor el calor y es menos susceptible a la corrosión que el aluminio. La placa absorbente debe tener una alta conductividad térmica para poder transferir la energía acumulada al agua con una mínima pérdida de calor. Los colectores planos se dividen en líquido y aire. Ambos tipos de colectores son vidriados o no vidriados.

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